端蓋零件加工藝及專用夾具設(shè)計(jì)-方形端蓋【含7張CAD圖紙、文檔全套】【GJ系列】

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夾具定位規(guī)劃中完整性評估和修訂 CAM實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械工程學(xué)系，伍斯特理工學(xué)院研究院，100路，伍斯特，碩士01609，美國 2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表 摘 要 幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而，如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中的一個(gè)非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài)，如果它存在，可以識別給定定位計(jì)劃。可以自動識別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃，并為修訂提供指引，以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。 關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束;過約束 1.介紹 夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過程中規(guī)劃一個(gè)關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計(jì)需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。 一個(gè)加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出，定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動，而至少有一個(gè)定位不會失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個(gè)類別： 1、良好的約束（確定性）：工件在一個(gè)獨(dú)特的位置進(jìn)行配合，工件表面與6個(gè)定位器取得聯(lián)系。 2、限制約束：不完全約束工件的自由度。 3、過約束：工件自由度超過6定位的制約。 在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個(gè)接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點(diǎn)曲率相反?？柹璠4]認(rèn)為，可能沒有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對誤差近似的非小線性。他提出一個(gè)二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉[5]應(yīng)用周對3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。 在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無阻力。理想的位置q*,而應(yīng)放置工件表面和分片，可微函數(shù)是gi(見圖1)。 表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無二的解決方案為下列所有定位方程組。 gi(q)=0,i=1,2,...,n (1) 其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。 只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在處: 淺田表明 (2) hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3）。確定定位 如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個(gè)解決辦法 (3) 在1個(gè)3-2-1定位計(jì)劃中，一個(gè)約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6，工件是限制約束的，即存在至少有一個(gè)工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6定位，工件是過約束，這表明存在至少一個(gè)定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個(gè)模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對這個(gè)用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。 圖1 .夾具系統(tǒng)模型。 表1 等級 數(shù)量的定位 地位 <6 - Under-constrained =6 =6 Well-constrained =6 >6 Over-constrained 康等[7]遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯誤。熊等人[8]提出的等級檢查方法的定位矩陣WL(見附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關(guān)如下: Under-constrained:ΔX=WLΔr, (4) Well-constrained :ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5) Over-constrained:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6) λ是任意一個(gè)向量。 他們還介紹了從這些矩陣的幾個(gè)指標(biāo)，評價(jià)定位配置，其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。 2.定位完整性評價(jià) 如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時(shí)，所有有關(guān)知識約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。 在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評價(jià)狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個(gè)定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL: 如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi] 每一個(gè)定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下: （7） 當(dāng)?shù)燃墸╓L）=6，n=6時(shí)，是工件良好約束。 當(dāng)?shù)燃墸╓L）=6，n>6時(shí);是工件過約束。 這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。 圖2 幾何約束狀態(tài)描述 圖3一個(gè)簡化的定位方案。 定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國家的算法使用下列方法確定不必要的定位： 1、找到所有的（n-6）組合定位的。 2、為每個(gè)組合,從（n-6）定位器確定定位方案。 3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個(gè)定位器。 4、如果等級不變,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過約束狀態(tài)。 這種方法可能會產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計(jì)師來決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。 當(dāng)?shù)燃墸╓L）<6,工件的限制約束。 參考文獻(xiàn) [1] Asada H, By AB.。自動重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運(yùn)動學(xué)分析。 IEEE J機(jī)器人autom1985; RA-1:86-93。 [2] zhou 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車 左端面成型 CA6140 車床 麻花鉆，塞規(guī) 5 車 右端面成型 CA6140 車床 麻花鉆,合金車刀,槽刀，游標(biāo)卡尺 6 鉆 鉆4-φ2小孔 Z525 專用夾具，游標(biāo)卡尺 7 鉆,攻絲 鉆螺紋底孔,攻絲 Z525 麻花鉆，專用夾具，游標(biāo)卡尺, 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 2 頁 第 2 頁 材 料 牌 號 45 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 8 鏜 鏜φ18孔 T618 去毛刺 去除銳毛剌 9 終檢 對零件各尺寸進(jìn)行完工檢測 10 防銹 用毛刷沾防銹油為零件防銹 12 入庫 按照倉庫標(biāo)識進(jìn)行擺放 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 10 鍛造 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 真空爐 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 檢驗(yàn)各尺寸,是否符合設(shè)計(jì)要求 游標(biāo)卡尺 5 . 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 20 調(diào)質(zhì)處理 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 井式爐 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 60 2． 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 30 銑四側(cè)平面 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 銑床 X6022 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 定位夾緊 2 銑各平面,保證圖示尺寸 銑刀，游標(biāo)卡尺 245 20 0.17 4 2 1.85 2.61 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 40 車大端平面 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 車床 CA6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 裝 夾 2 粗車大平面,保證圖示尺寸 YT15外圓車刀，游標(biāo)卡尺 500 141.3 0.7 0.5 1 2.03 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 50 右端面成型 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 車床 CA6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1． 裝 夾 2． 車各外圓 高速鋼外圓車 游標(biāo)卡尺 96 27 0.43 0.25 3 0.086 1.58 3 車端面及倒角 高速鋼端面車刀 游標(biāo)卡尺 438 123.7 0.7 1 0.36 2.3 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 60 內(nèi)腔成型 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 車床 CA6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 裝 夾 精車外圓，保證圖示尺寸 高速鋼外圓車，游標(biāo)卡尺 96 27 0.43 0.25 3 車平面,倒角, 保證圖示尺寸 高速鋼端面車刀 游標(biāo)卡尺 438 123.7 0.7 0.25 1.33 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 70 鉆4-φ2孔 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 裝夾,定位夾緊 245 20 0.15 4 5 0.127 2 鉆孔保證圖示尺寸 直柄麻花鉆 游標(biāo)卡尺 245 20 0.15 4 5 1.91 1.57 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 8 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 80 鉆4-φ2孔 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 定位,夾緊, 2 鏜孔到圖示尺寸 直柄麻花鉆 游標(biāo)卡尺 320 100 0.1 2.5 1 2.09 1.58 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 9 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 110 加工M6螺紋孔 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 裝 夾 2 銑各平面,保證圖示尺寸 直柄麻花鉆 游標(biāo)卡尺 175 20 0.17 4 2 1.85 2.61 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 10 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 120 加工M8螺紋孔 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 定位夾緊 2． 保證圖示尺寸 直柄麻花鉆 游標(biāo)卡尺 175 30 0.38 0.70 1.66 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 11 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 130 鏜Ф18孔 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 臥式鏜床 T612 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 定位夾緊 14 2 保證圖示尺寸 合金鏜刀，塞規(guī) 60-80 0.25-0.35 1.25 1 2.37 1.16 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 12 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 150 去除銳毛剌 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 工作臺 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1． 用什錦銼進(jìn)行銳邊毛剌去除 2． 1.58 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 13 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 160 終檢 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 鉆床 Z535 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1． 按照成品圖要求進(jìn)行各個(gè)尺寸終檢 2． 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 14 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 170 防銹 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 鉆床 Z535 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1． 可用毛刷沾防銹油防銹,以防銹蝕 2． 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 端蓋 共 15 頁 第 15 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 180 入庫 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時(shí)加工件數(shù) 鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1． 按倉庫規(guī)定標(biāo)識擺放 2． 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 目錄 概述 1 第一章 零件的分析 3 1.1 零件的工藝性分析 5 1.1.1 加工方法的選擇..............................................................................................5 1.1.2 保證端蓋表面位置精度的方法.........................................................................5 1.1.3 防止端蓋變形的工藝措施................................................................................5 第二章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 6 2.1 確定毛坯的制造形式 6 2.2 基準(zhǔn)的選擇 6 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 6 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 6 2.3 制定工藝路線 6 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯的確定 7 2.4.1 兩端外圓表面 7 2.4.2 工件內(nèi)孔加工 8 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 8 2.5.1工序1 鍛造毛坯 8 2.5.2工序2 車削工藝外圓 8 2.5.3工序3 鏜孔 ..............14 第三章 專用夾具設(shè)計(jì)................. ........... ..................... ........... ........... .........20 3.1 工件的加工工藝................................................................... ....................20 3.2 定位元件的選擇與設(shè)計(jì)...................... ............................... ...............20 3.3.1 定位誤差的分. ................................................ ...........................................20 3.3.2 定位元件的選擇.... ................................................... ................................. 21 3．3 端蓋在夾具中定位夾緊.....................................................................25 33．1 夾緊裝置的組成............................................................ .................................25 3．3 .2夾緊力的確定........................................................ ..................................25 3．3 .3夾緊機(jī)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì)............................................................................25 結(jié)束語……………………………………………………………………………. 38 參考文獻(xiàn) 39 前 言 機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)，機(jī)械制造工藝學(xué)等課程，進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后，所進(jìn)行的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其主要目的是讓學(xué)生不所學(xué)的工藝?yán)碚摵蛯?shí)踐知識在實(shí)踐的工藝，夾具設(shè)計(jì)中綜合地加以應(yīng)用，進(jìn)而得以加深和發(fā)展，提高學(xué)生分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事工作奠定了一定基礎(chǔ)。通過本次課程設(shè)計(jì)，我們在下述方面可以得以鍛煉： 1) 能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及相關(guān)課程的基本理論，以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí) 中所學(xué)到的實(shí)踐知識，正確的分析和解決一個(gè)零件在加工中的定位，加緊和工藝路線地合理擬定等問題，從而保證零件制造的質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。 2) 通過夾具的工藝，進(jìn)一步提高了我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，你能夠根據(jù)被加工零件的加工要求設(shè)計(jì)出高效省力，既經(jīng)濟(jì)合理又能保證質(zhì)量的夾具。 3) 進(jìn)一步提高我們的計(jì)算設(shè)計(jì)制圖能力，能比較專業(yè)熟練地查閱和使用各種技術(shù)資料。 4) 在設(shè)計(jì)制造中培養(yǎng)我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和獨(dú)立的工作能力。 在設(shè)計(jì)中，由于理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中的不妥之處，敬請老師批評指正。 一、 零件的分析 （一）零件的功用： 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)我們組的零件是端蓋，端蓋的種類很多，用途也很廣。端蓋的一端可以是封閉的，用于變速箱用于變速箱主軸側(cè)面，阻止外界灰塵進(jìn)入箱體內(nèi)，也可用于固定軸承，起到軸向定位的作用，本例中的端蓋，其內(nèi)部有φ18的可以起到定位軸的零件作用，外圓φ80和內(nèi)孔均有Ra=1.6的配合要求，4-M8和4-M6起到固定端蓋的作用。 圖1-1 （二）零件的工藝分析： 由零件圖可以看出，該端蓋的結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。 下面將主要表面分為三部分，見圖1-1。 1、以內(nèi)孔為中心的一組加工面： 這組加工面包括： 4－M8、4－M6螺紋孔及其4－φ2小孔。 2、以四邊定位一組加工面： 這組加工面包括：φ80外圓、φ４0外圓、4－φ2小孔、５.５深的環(huán)槽及其倒角。 3、左右端面： 這組加工面包括：94尺寸四個(gè)側(cè)面 以上各表面的主要技術(shù)要求如下： 1、4－M8、4－M6螺紋孔及其4－φ2小孔表面粗糙度為Ra=3.2。 2、φ80外圓、φ18孔的表面粗糙度為Ra=1.6，φ４0外圓、4－φ2小孔、５.５ 3、4-mm的端面與軸心線有位置0.02mm的要求。其Ra為1.6。 4、94尺寸四個(gè)側(cè)面表面粗糙度為Ra=3.2 零件要求調(diào)質(zhì)HRC30~45，其坯重為1.39kg。 由分析可知，三組加工表面可以選擇其中一組表面為粗基準(zhǔn)進(jìn)行加工，然后再以加工過的表面為精基準(zhǔn)加工其他各組表面，并保證他們之間的相互位置精度。 二、 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）確定零件的生產(chǎn)類型： 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=Q·n（1+a%）（1+b%）(件/年) 其中，產(chǎn)品年產(chǎn)量Q為臺/年, 每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為n件/臺，零件備品率為a%，零件廢品率為b%。從初始資料和計(jì)算結(jié)果可知，該零件為中批生產(chǎn)。 （二）確定零件毛坯的制造形式： 零件為45鋼，在工作時(shí)端蓋在某些場面要經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，與接觸表面受摩擦作用，所以零件在工作過程中受到交變載荷和沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度，因此應(yīng)該選擇鍛件毛坯。由于零件的輪廓尺寸不大，生產(chǎn)綱領(lǐng)達(dá)到大批生產(chǎn)水平，可以采用模鍛成型，這對于提高生產(chǎn)率，減少切削加工的勞動量，保證加工精度，都是有利的。 (三)擬定零件的機(jī)械加工工藝路線： 1、定位基準(zhǔn)的選擇： 定位基準(zhǔn)的選擇是擬定零件的機(jī)械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作。基面選擇正確、合理與否，將直接影響工件的技工質(zhì)量和生產(chǎn)率。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，需要同時(shí)考慮一下三個(gè)問題： （1）以哪一個(gè)表面作為加工時(shí)的精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，才能保證加工時(shí)精度，使整個(gè)機(jī)械加工工藝過程順利地進(jìn)行。 （2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，應(yīng)采用哪一個(gè)表面作為精基面。 （3）是否有個(gè)別工序?yàn)榱颂厥獾募庸ひ螅枰捎媒y(tǒng)一基準(zhǔn)以外的精基面。 另外，我們還應(yīng)從粗精基準(zhǔn)選擇的基本原則為出發(fā)點(diǎn)： a．“基準(zhǔn)重合”原則。應(yīng)盡量選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。 b.“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。應(yīng)選擇多個(gè)表面加工都能使用的表面作為基準(zhǔn)。 c.“互為基準(zhǔn)”原則。當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度和其自身尺寸及形狀精度都要求很高時(shí)，可互為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工。 d.“自為基準(zhǔn)”原則。在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均勻，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為基準(zhǔn)。 2、粗基準(zhǔn)選擇： a.如果必須保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。 b.應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。 c.應(yīng)盡量選擇與加工表面的位置精度要求較高的非加工面為粗基準(zhǔn)。 d.選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整光潔，不能有飛邊。澆冒口及其他缺陷，以保證定位準(zhǔn)確可靠。. e.粗基準(zhǔn)一般只使用一次，不再重復(fù)使用。 精基面選擇：根據(jù)精基面的選擇原則。選擇精基面時(shí)，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問題，即在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇φ18孔和端面作為精基準(zhǔn)。根據(jù)該工件的特點(diǎn)和加工要求，選擇φ18孔和端面作為精基面。4－M8、4－M6螺紋孔及其4－φ2小孔等主要尺寸以φ18孔和右端面作為精面。這樣才能實(shí)現(xiàn)位置的要求。對于φ80外圓與φ18內(nèi)孔有相互位置要求，加工時(shí)采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，達(dá)到技術(shù)要求。 粗基面選擇：為了加工出上述精基面，很顯然，應(yīng)以四邊和一個(gè)端面作為粗基面，鏜，半精鏜內(nèi)孔。 零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外還需考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)方面的要求，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種加工方法的特點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點(diǎn)和技術(shù)要求，慎重決定。 該工件毛壞經(jīng)模鍛成型，根據(jù)表2-9得知孔已鍛出?！督饘偌庸すに嚰肮ぱb設(shè)計(jì)》黃如林主編。其各表面加工方法選擇如下： φ18內(nèi)孔 粗鏜——精鏜； 各外圓表面 粗車——精車； 4－M8、4－M6 鉆——攻絲； 四側(cè)面 銑側(cè)面。 3、零件各表面加工順序的確定： 1）加工階段的劃分：為達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，該端蓋的加工可分為如下三個(gè)加工階段： a.粗加工階段：車外圓，銑四邊，內(nèi)孔，環(huán)槽； b.半精加工階段：以精車后為主要精基準(zhǔn)，精車，外圓，端面8個(gè)φ2小孔； c.精加工階段：以端面和四邊定位，加工φ18內(nèi)孔。 對于精度要求很高，表面粗糙度參數(shù)值要求很小（及以上，）的零件，還需要專門精度和減小表面粗糙度為主，一般不用糾正形狀精度和位置精度。 2）加工工序的安排： a.機(jī)械加工順序的安排：根據(jù)機(jī)械加工順序安排時(shí)應(yīng)遵循的原則，考慮到該工件的具體特點(diǎn)，先安排四邊，端面，內(nèi)孔的加工。由于φ18內(nèi)孔是主要精基準(zhǔn)，又由于φ18內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，須以精加工后的四邊作為主要精基準(zhǔn)，車四邊，端面，然后加工出一個(gè)孔，最后加工出四個(gè)孔與環(huán)槽。 b.熱處理工序的安排：由于毛坯為模鍛件，在機(jī)械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應(yīng)力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次熱處理——調(diào)質(zhì)處理，以獲得均勻細(xì)致的回火索氏體，提高零件的綜合力學(xué)性能。 c.輔助工序安排：檢驗(yàn)工序：在熱處理工序后安排中間檢驗(yàn)工序，最后安排終結(jié)檢驗(yàn)工序。在終檢前應(yīng)安排清洗工序，最后將零件油封，入庫。 3）工序的組合： 在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產(chǎn)規(guī)模以及工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)條件，為了盡可能地減少工件的安裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個(gè)表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機(jī)床配以專用夾具，并采用工序集中的原則來組合工序。 工序集中和分散各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，技術(shù)要求，現(xiàn)場的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品的發(fā)展情況來綜合考慮。一般情況下，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則。而大批量生產(chǎn)則可以集中，也可以分散。由于數(shù)控機(jī)床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)等的發(fā)展，今后發(fā)展趨向于采用工序集中且柔性較高的原則來組織生產(chǎn)。 零件端蓋由于是大批生產(chǎn)，又考慮到該零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用通用機(jī)床配以夾具，這樣得到零件的工藝路線如下： （1）下料； （2）鍛造毛坯； （3調(diào)質(zhì)處理； （4）粗銑四邊； （5）粗車大端端面，鉆孔孔及倒角； （6）粗車小端外圓，端面，鏜孔，環(huán)槽及倒角 （7）鉆各小孔及各螺紋孔 （8）鏜φ18內(nèi)孔； （10）清洗； （11）檢驗(yàn)； （12）油封，入庫。 以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程卡和工序卡片。 （四）確定加工余量： 合理選擇加工余量對零件的加工質(zhì)量和整個(gè)工藝過程的經(jīng)濟(jì)性都有很大影響。余量過大，則浪費(fèi)材料及工時(shí)，增加機(jī)床和刀具的消耗；余量過小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。所以合理確定加工余量是一項(xiàng)很重要的工作。故應(yīng)在保證在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減少加工余量。確定工序加工余量的方法有以下三種： 1）分析計(jì)算法； 2）查表修正法； 3）經(jīng)驗(yàn)估算法。 工藝路線確定后，就要計(jì)算各個(gè)工序加工時(shí)所應(yīng)能達(dá)到的工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標(biāo)注方法，基準(zhǔn)選擇中間工序安排等密切相關(guān)，是一項(xiàng)繁瑣的工作，但就其性質(zhì)和特點(diǎn)而言，一般可以歸納為以下兩大類： a.在工藝基準(zhǔn)不變的情況下，某表面本身各次加工工序尺寸的計(jì)算。對于這類簡單的工序尺寸，當(dāng)決定了各工序間余量和工序所能達(dá)到的加工精度后，就可計(jì)算各工序的尺寸和公差。計(jì)算順序是從最后一道工序開紿，由后向前推。 b.基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算。在零件的加工過程中，為了加工和檢驗(yàn)方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用設(shè)計(jì) 毛坯圖1-2 基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合的情況。形狀較復(fù)雜的零件在加工過程中需要多次轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)，這時(shí)工藝尺寸的計(jì)算就比較復(fù)雜，應(yīng)利用尺寸鏈原理進(jìn)行分析和計(jì)算，并對工序間余量進(jìn)行必要的驗(yàn)算，以確定工序尺寸及其公差。 機(jī)械加工余量對工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質(zhì)量，余量過大，增加機(jī)械加工勞動量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理安排加工余量。 根據(jù)零件毛坯條件：材料為45鋼，硬度為HRC30-45，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用在鍛模毛坯。 1、本設(shè)計(jì)采用查表修正法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法相結(jié)合確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。 （1） 外圓表面加工余量 小端外圓長度5.5mm，加工表面公差等級為IT6-IT8，表面粗糙度Ra1.6，故鍛造時(shí)外徑加工余量按外圓查表得：精車，2Z=1.2；精車可以達(dá)到該公差等級，按照“入體原則”，粗車，2Z=5.8；毛坯，2Z=。 （2）軸向長度方向加工余量，左、右端面及中間臺階面的加工。 余量查表得Z=，故毛坯總長為30±2mm，小端臺階長為9.5±2mm。 （3）內(nèi)孔表面加工余量。工件內(nèi)孔和光孔。由于，加工余量按內(nèi)孔查表得：精鏜內(nèi)孔80，2Z=8；鉆72±2，毛坯圖見1-2，其余各表面加工余量及工序尺寸詳見工序卡片。 2、確定各工序所用機(jī)床及工藝裝備： 零件的加工精度和生產(chǎn)率在很大程度上是由使用的機(jī)床所決定的。在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，主要是選擇機(jī)床的種類和型號。選擇時(shí)參考有關(guān)手冊，產(chǎn)品樣本。選擇工藝裝備即選擇夾具、刀具、量具等，在選擇時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)；產(chǎn)品的通用化程度及產(chǎn)品的壽命周期；現(xiàn)由設(shè)備、工藝規(guī)程的特點(diǎn)等情況。 由于該工件生產(chǎn)規(guī)模為大批生產(chǎn)，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，選用通用機(jī)床余專用夾具較為合適。具體的選擇如下： （1）粗車各檔外圓、端面，鏜孔及倒角。選用CA6140普通車床。夾具：四爪卡盤。 （2）精車80mm右端面。選用CA6140普通車床。（3）精車左端面及mm。選用CA6140普通車床。夾具：四爪卡盤。 （4）鉆M6, M8孔。選用Z525。夾具：專用夾具。 （5）鉆2mm孔。選用Z525。夾具：專用夾具。 （6）銑四側(cè)面。選用X6022。夾具：專用夾具。 （7）鏜18mm孔。選用T618。夾具：專用夾具。 另外刀具的選擇主要取決于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用機(jī)床性能，生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等。量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所要求檢驗(yàn)的精度來選擇。其選擇的型號詳見工序卡片。 3、確定切削用量及工時(shí)定額： 切削用量應(yīng)在機(jī)床、刀具、加工余量等確定以后，綜合考慮工序的具體內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率、刀具壽命等因素正確選擇。 選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量（即切削深度），其次要根據(jù)機(jī)床動力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后利用切削用量手冊選取或用公式計(jì)算確定最佳切削速度v。 a. 估算工時(shí)定額：=++=+++ ——單件時(shí)間； ——作業(yè)時(shí)間； ——布置工作地時(shí)間； ——休息與生理需要時(shí)間； ——輔助時(shí)間； ——基本時(shí)間。 b. 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間 。 c. 單件計(jì)算時(shí)間 =++++。 其具體計(jì)算過程如下： （1） 加工條件： 工件材料：45鋼正火，=0.35GPa,模鍛。 加工要求：車端面30mm,Ra3.2；粗車外圓80mm，mm。Ra分別為3.2，1.6。機(jī)床：CA6140普通車床 刀具：端面車刀，刀具材料YT15，刀桿尺寸16 ×25 ， =90°，=15°，=12°，=0.5mm；刀具材料： W18Cr4v。 （2） 計(jì)算切削用量： 1)粗車端面時(shí)，根據(jù)加工余量Z= ，取Z=3，即=3mm，走刀量f=0.4 （表3-13）； 計(jì)算切削速度（表3-18），耐用度t=45min， m/sm/s 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取=11.7 (700)(表4-3) 所以實(shí)際切削速度v=2.57 （154.4 ） 切削I時(shí)： , =2mm, =0, =5mm(試切長度) 2)粗車外圓: a.切削深度：單邊余量Z=2.8mm可一次切除。 b.進(jìn)給量：考慮刀桿尺寸、工件直徑及規(guī)定的切除深度。從表3-13中選用f=0.6 。 c.計(jì)算切削速度（表3-18） d. 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取=11.7 (700) 所以實(shí)際切削速度 e. 切削I時(shí)： 切入長度=4mm，切出長度=0，試切長度=5mm 3）鉆螺紋M8， M6 攻M6×1.5的螺紋 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（） 進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-105，取 由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實(shí)際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時(shí)間： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間 攻4－M6螺紋 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時(shí)間： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間 總工時(shí)為：t=2++=3.75min 加工4－M8底孔 孔的直徑為8mm。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@孔至Φ7，選用Φ7的麻花鉆頭。攻M8螺紋，選用M8細(xì)柄機(jī)用絲錐攻螺紋。 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.4-39，取 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-41，取 由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實(shí)際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 攻M8×1.5的螺紋 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（） 進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-105，取 由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實(shí)際切削速度： 攻M8螺紋的工時(shí) 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時(shí)間： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間 4）鉆孔8－2mm： （表3-38） （表3-42） 按機(jī)床選取=40 (3600 ) 所以實(shí)際切削速度 切削I時(shí)： 切入=10mm，切出=2mm, =13.5mm, 5）鏜孔18mm 取刀桿直徑D= 15mm，刀桿伸出量125mm， 加工余量，一次可切除完畢。 選用90°硬質(zhì)合金YT5鏜刀,f=0.21（表3-15） （表3-19及手冊P102“鏜孔切削用量”） 按機(jī)床選取=23 (1380 ) 所以實(shí)際切削速度: 切削I時(shí)：（表7-1） =13.5 , =2mm 三、專用夾具設(shè)計(jì) 3.2鉆4－M6底孔夾具設(shè)計(jì): 圖1-1所示為端蓋零件圖，生產(chǎn)規(guī)模為大批量生產(chǎn)，零件的某些尺寸已經(jīng)在前工序按要求加工完畢，本道工序要求在Z525立式鉆床上加工M6螺紋底孔，需要設(shè)計(jì)一專用鉆床夾具以便滿足零件圖上的各項(xiàng)精度要求。 （一）零件的加工工藝分析： 零件對M6螺紋底孔的要求如下： a.四個(gè)孔需要均布排列； b.四孔的中心線在460.1圓上； c.孔的表面粗糙度Ra為3.2； 加工面的凸臺面積較小，故需要專用夾具，又由于上下端面均已經(jīng)加工完畢，所以精基準(zhǔn)選上下端面，側(cè)面或者中心孔。 （二）定位加緊方案的確定及論證： 根據(jù)工序加工要求分析，工件定位時(shí)只需限制六個(gè)自由度，沿法蘭方向的轉(zhuǎn)動自由度也必須予以限制?，F(xiàn)在有三種定位夾緊方案可供選擇。三種夾緊定位方案簡圖如下： 方案1圖示： 圖3-1 方案2圖示： 圖3-2 方案3圖示： 圖3-3 A 工件以右端面為第一定位基準(zhǔn)，限制3個(gè)自由度，可知法蘭右端臺階較小，相當(dāng)于短圓柱銷。其中右端面作為基準(zhǔn)，限制的自由度為，和短圓柱銷限制和，共有 X， Y， 和四個(gè)自由度受到限制，V形塊限制和Z，這樣便可以保證孔的正確位置。 根據(jù)主要夾緊力由V形塊和削邊銷提供，當(dāng)削邊銷發(fā)生磨損后，主要加緊力由V形塊提供，由于是側(cè)面提供夾緊力，故需要對V形塊施加較大的力。為使工件穩(wěn)定，防止產(chǎn)生共振現(xiàn)象等不穩(wěn)定現(xiàn)象，可以進(jìn)行自定位支承，在鉆削過程中，容易產(chǎn)生較大的軸向力，下面設(shè)一輔助支承，以減少工件產(chǎn)生變形，圖3-1為該定位夾緊方案的圖示。 B 工件以右端面為第一定位基準(zhǔn)，分別限制了4個(gè)自由度，其小平面和長圓柱銷供限制里個(gè)自由度即，X， ，Y和。又由于短V形塊限制了Z，故6個(gè)自由度全部被限制。 根據(jù)主要夾緊力由短V形塊提供，且V形塊的面積和法蘭的接觸面積較小，故需提供較大的預(yù)緊力。為確定加工過程中工件的加工穩(wěn)定性，需設(shè)置輔助支承；為防止過定位情況的出現(xiàn)，可以采用自位支承。3-2為該定位夾緊方案示意圖，但此方案需將加工路線中車螺紋放到了后面。 C 由于該工件的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該定位基準(zhǔn)仍采用右端面，該端面屬于大平面與法蘭的右端面接觸，分別限制了，X和Y三個(gè)方向上自由度。又兩定位銷限制了，Z和三個(gè)方向上自由度，這樣保證零件的定位可靠。 根據(jù)主要夾緊力作用于定為基準(zhǔn)面的原則，主要夾緊力由壓柱塊和墊塊來提供，其中墊塊上的受力較大，又由于鉆孔處的的零件較薄弱，為防止工件過大變形右端面與鉆模板接解面積較大，起到防止變形作用。 比較上述的三種方案，可以看出它們的優(yōu)缺點(diǎn)。三種方案都可以滿足定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合的原則，這是它們的主要優(yōu)點(diǎn)。方案一和方案二分別在中心軸線處采用了削邊銷和長圓柱銷，均出現(xiàn)了局部過定位現(xiàn)象，但還是可以滿足加工要求的，但需要加上自位支承，增加了專用夾具的復(fù)雜性。前兩種方案中的V形塊都需要提供較大的夾緊力，而方案三的夾緊力由開口墊圈和V形塊分擔(dān)，且有輔助支承存在，沒出現(xiàn)過定位現(xiàn)象，也不需要提供自定位支承來解除過定位的自由度，且方案三結(jié)構(gòu)緊湊操作方便，定位誤差較小，并且可以滿足加工精度的要求。根據(jù)孔的位置要求，該夾具上安裝有分度裝置，從而提高了生產(chǎn)效率，使一次安裝能同時(shí)加工出四個(gè)孔.。 (三) 定位誤差分析： 首先，在對夾具進(jìn)行定位誤差分析之前，對已經(jīng)選定的方案工作原理做一下說明： 該夾具用于立式鉆床，鉆削法蘭上四個(gè)孔。工件以端面，中心孔與另一個(gè)小孔，達(dá)到一面兩孔定位。轉(zhuǎn)動手柄10，在壓柱作用下使墊塊向上運(yùn)動，起到向上夾緊定位作用，將工件壓緊。當(dāng)一個(gè)孔鉆好后，拉動底座并旋轉(zhuǎn)，使壓柱壓昆工件再向下轉(zhuǎn)動手柄5，轉(zhuǎn)動夾具體至相應(yīng)位置時(shí)，，鉆削另一個(gè)孔。其余各孔按同樣的方法依次加工。了解了該專用夾具的工作原理之后，將對此夾具在使用過程中的定位誤差做如下分析: 1.四個(gè)孔均不排列： 該誤差主要存在于分度裝置的精度問題，在加工完畢一個(gè)孔后，需轉(zhuǎn)動夾具體45°的角度來加工下一個(gè)孔，定位夾緊后，通過鉆頭產(chǎn)生的軸向力會使工件發(fā)生傾斜現(xiàn)象，即便有輔助支承的存在，而輔助支承產(chǎn)生的外力很小，本身就會使工件產(chǎn)生傾斜，故需要在設(shè)置輔助支承時(shí)應(yīng)注意到這一方面，對均布的5mm的四個(gè)孔有很重要的意義。 2.兩孔距離： 為保證兩孔中心距，需要可靠的夾緊力，開口墊圈上的夾緊力應(yīng)足夠大，以防止工件產(chǎn)生傾斜或加工過程中的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。由于加工的公差較大，在夾具制造過程中應(yīng)稍加注意，將會消除這方面的問題，將產(chǎn)生的誤差為，其夾角為，鉆孔平面的尺寸為φ46mm，具體參照圖3-3。定位誤差為： = = =0.034 由于=0.034<0.05，故可以滿足其加工精度。 3.孔表面粗糙度Ra3.2： 由于鉆孔的公差等級能達(dá)到IT12-IT11，其中Ra值為Ra25~Ra12.5，故鉆孔遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到Ra3.2，故需進(jìn)一步采用鉸孔，而該孔又是一個(gè)螺紋孔，需要在鉸孔后進(jìn)行攻絲。定位方案仍為帶凸緣的夾具定位，進(jìn)行鉸孔后便能滿足要求。 銑側(cè)面夾具設(shè)計(jì) 由連桿工作圖可知，工件材料為45，為大比量生產(chǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，需設(shè)計(jì)一套銑平面夾具，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀。 夾具的問題注意 本夾具主要作來銑四側(cè)面，主要是為是了保證四側(cè)面相互位置度要求，并為下道工序提供精基準(zhǔn)需要。由于本工序是粗加工，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。夾具設(shè)計(jì)1) 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，端蓋的四側(cè)面都為粗加工,兩端面都沒有加工，且表面粗糙要求較高。為了使定位誤差為零，按互為基準(zhǔn)原則,選擇另一側(cè)面作為定位基準(zhǔn)。 2) 夾緊方案 由于零件小，所以采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，裝卸工件方便、迅速。 3) 夾具體設(shè)計(jì) 夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時(shí)，能承受一部分切削力。夾具體圖如圖： 夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長。 4) 切削力及夾緊力的計(jì)算 切削力的計(jì)算：，由《組合機(jī)床》（表7-24）得： P===1902.538N 夾緊力的計(jì)算：由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》（表1-2-25）得： 用扳手的六角螺母的夾緊力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夾緊力：W0=5380N 由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。 定位誤差的計(jì)算: 由加工工序知，加工面為連桿的剖分面。剖分面對連接螺栓孔中心線有垂直度要求（垂直度允差0.08）；對連桿體小頭孔有中心距1900.1要求；對剖分面有0.025的平面度要求。所以本工序的工序基準(zhǔn)：連桿上蓋為螺母座面，連桿體為小頭孔中心線，其設(shè)計(jì)計(jì)算如下： （1）確定定位銷中心與大頭孔中心的距離及其公差。此公差取工件相應(yīng)尺寸的平均值，公差取相應(yīng)公差的三分之一（通常取1/5~1/3）。故此尺寸為190.30.010。 （2）確定定位銷尺寸及公差 本夾具的主要定位元件為一固定銷，結(jié)構(gòu)簡單，但不便于更換。該定位銷的基本尺寸取工件孔下限尺寸Φ19.8。公差與本零件在工作時(shí)與其相配孔的尺寸與公差相同，即為Φ19.8。 （3）小孔的確定 考慮到配合間隙對加工要求中心距1900.1影響很大，應(yīng)選較緊的配合。另外小頭孔的定位面較短，定位銷有錐度導(dǎo)向，不致造成裝工件困難。故確定小頭定位孔的孔徑為Φ19.8。 5) 定位誤差分析 ① 對于連桿體剖分面中心距1900.1的要求，以Φ19.8的中心線為定位基準(zhǔn)，雖屬“基準(zhǔn)重合”，無基準(zhǔn)不重合誤差，但由于定位面與定位間存在間隙，造成的基準(zhǔn)位置誤差即為定位誤差，其值為： ΔDw=δD+δd+Δmin =0.033+0.012+0 =0.045 mm ΔDw－－剖分面的定位誤差 δD――工件孔的直徑公差 δd――定位銷的直徑公差 Δmin――孔和銷的最小保證間隙 此項(xiàng)中心距加工允差為0.2mm,因此工件在加工過程中能夠保證加工精度要求。 ② 連桿上蓋剖分面的尺寸要求，螺母座面（工藝基準(zhǔn)）為加工面的工序基準(zhǔn)，同時(shí)亦為第一定位基準(zhǔn)，對加工剖分面來說，它與工序基準(zhǔn)的距離及相應(yīng)的平行度誤差只取決于基準(zhǔn)在夾具中位置。因?yàn)楣ば蚧鶞?zhǔn)同時(shí)為定位基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)位置誤差為零。所以對加工剖分面來說，定位誤差為零。即當(dāng)基準(zhǔn)重合時(shí)，造成加工表面定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)的基準(zhǔn)位置誤差。 四、結(jié)束語 要掌握零件制造過程中的共同性規(guī)律和解決具體工藝問題的知識和能力，其復(fù)雜性就不是一門課程所能解決的，通過多門相關(guān)知識學(xué)科的學(xué)習(xí)，掌握其內(nèi)在的基本規(guī)律。多門學(xué)科的綜合組成全面地分析和運(yùn)用機(jī)械制造工藝過程的基本內(nèi)容，圓滿完成了這次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。 通過本次課程設(shè)計(jì)，讓我了解到生產(chǎn)零件過程中需要解決很多問題，從中發(fā)現(xiàn)了很多自己的不足，老師和同學(xué)的熱心幫助，讓我屢次樹立信心，決心完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，在設(shè)計(jì)的最后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中仍存在有問題，反復(fù)糾正，最終完成本次課程設(shè)計(jì)。 對本次設(shè)計(jì)中，幫助過指導(dǎo)過我的老師和同學(xué)最真誠的謝意！ 五、參考文獻(xiàn): 《機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ)》 傅水根主編 清華大學(xué)出版社2000.9 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 馮辛安主編 機(jī)械工業(yè)出版設(shè) 2004.1 《機(jī)械制造工藝學(xué)》 顧崇銜主編 西科學(xué)技術(shù)出版社 2006.8 《機(jī)械制造工藝手冊》 王紹俊主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 1981.8 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 濮良貴主編 高等教育出版社 2006.12 《金屬切削機(jī)床夾具圖冊》 南京機(jī)械研究所主編加工 1984.12 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》編委會主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 30